Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen
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5 Wissenschaftler informieren direkt Die Meere bedecken fast drei Viertel der Erde. Mit ihren gewaltigen Wassermassen und Strömungen bestimmen sie maßgeblich in Wechselwirkung mit der Atmosphäre das Klima der Erde. Ohne die Meere wäre die Erdgeschichte ganz anders verlaufen. Selbst die wirtschaftliche Entwicklung Europas ist dem Wärmetransport des Nordatlantischen Strömungssystems zu verdanken. Seit Beginn der Industrialisierung verändert der Mensch durch den Verbrauch fossiler Energieträger die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre und verstärkt damit den natürlichen Treibhauseffekt, was eine Erwärmung der unteren Atmosphäre und der Erdoberfläche einschließlich des oberen Ozeans zur Folge hat. Dies führt zur Schrumpfung der Fläche des arktischen Meereises, was die globale Erderwärmung weiter verstärkt, da sich die Erdalbedo verringert. Die Gletscher schmelzen. Das Schmelzwasser und die Ausdehnung des Meerwassers aufgrund der Erwärmung führen zum Meeresspiegelanstieg, der gefährliche Höhe erreichen wird, wenn Klimaschutz nicht konsequent betrieben wird. Fast ein Drittel der Weltbevölkerung lebt in Küstennähe und viele müssten in der Zukunft weichen, wenn die CO2-Emission nicht gemindert wird. Nicht nur große Teile der Niederlande, sondern auch weite Teile der deutschen Küste würden bei Stürmen unter Wasser geraten, wären da nicht die nach und nach zu Bollwerken mutierten Seedeiche und die Sperrwerke an den Flüssen. Ungleich gefährdeter sind da die Bewohner tropischer, von Wirbelstürmen heimgesuchter Küsten, die ohne Deiche den Fluten ausgeliefert sind. Durch die Aufnahme des CO2 sinkt der pH-Wert des Meerwassers, was für viele Meeresorganismen – vor allem die Kalk bildenden Tiere – wie Korallen, Muscheln und viele Planktonalgen schädlich ist. Mit diesen und anderen Folgen für Pflanzen, Tiere und Menschen befassen sich rund 100 Experten im vorliegenden Buch. Die Beiträge sind leicht verständlich geschrieben. 6 Tafel 1: Gegenüberstellung der globalen Erwärmung. Seit Ende des 19.Jhs hat sich das Land um ca. 0,9°C erwärmt, das Meer um ca. 0,6°C. Als Referenz wird der Mittelwert 1961–1990 genommen (IPCC 2007) Tafel 2: Oben: Relativer Anstieg des Meeresspiegels in der Deutschen Bucht seit 1840. Unten: Rate des Meeresspiegelanstiegs. Graues Band: Ergebnisse aus 75,000 Monte-Carlo-Autoregressive-Padding Simulationen – als Hinweise auf die Unsicherheiten an den Rändern der Glättung (aus: Wahl et al. 2010, mit freundlicher Genehmigung des Autors). Tafel 3-6: Veränderliche Quellen und Senken des Kohlendioxids seit 1960: Die größten, vom Menschen abhängigen Emissionsquellen sind die Verbrennung fossiler Energieträger, veränderte Landnutzung sowie die Zementindustrie. Etwa je1/4 dieser Emissionen werden von Land (Biosphäre) und Meer aufgenommen. Knapp die Hälfte bleibt in der Atmosphäre. Die Aufnahme durch das Meer nimmt langfristig u.a. aufgrund der Erwärmung des Meerwassers ab (Quelle: Eigene Darstellung (D. Kasang) nach Canadell et al. 2007). Tafel 7: a) Weltweite Emissionen von klimarelevanten Gasen: CO2, CH4, N2O sowie F-Gasen (HCF, PFC und SF6) von 1970 bis 2004. b) Relativer Anteil einzelner Gase an der Gesamtemis­sion des Jahres 2004 in CO2-equivalent, c) Relativer Beitrag der verschiedenen Aktivitäten zur Gesamtemission des Jahres 2004 in CO2-equivalent (aus IPCC 2007). Photo: J. Thomassen Photo: I. Werner Photo: P. Deimer-Schütte Photo: J. Larsen Tafel 8: Tiere wie diese sind völlig auf das Eis angewiesen. Ringelrobben sind nicht nur auf stabiles Eis, sondern auch auf Schnee angewiesen. Sie bauen darin eine geräumige und durch Solarenergie erwärmte Höhle zum Schlafen, für die Aufzucht ihres Nachwuchses und zum Schutz gegen Feinde. Der Eisbär benutzt das Eis als Basis zum Jagen. Eine kürzere Eis-Saison bedeutet eine längere Fastenzeit. Andere Arten leben unter dem Eis in großer Menge und bilden zusammen mit Algen eine wichtige Nahrungsquelle für Krill und Fische. Herausgeber: José L. Lozán • Hartmut Graßl • Ludwig Karbe • Karsten Reise Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & Risiken Wissenschaftliche Fakten Mit 192 Abbildungen, 15 Tabellen und 8 Tafeln In Kooperation mit Wissenschaftliche Auswertungen Adresse der Herausgeber: Dr. José L. Lozán Wissenschaftliche Auswertungen Basselweg 5 • D-22527 Hamburg Dr. Ludwig Karbe Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft - Universität Hamburg Birkenweg 1 • D-25436 Moorrege Prof. Dr. Hartmut Graßl Max-Planck-Institut für Meteorologie Bundesstrasse 53 • D-20146 Hamburg Prof. Dr. Karsten Reise Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung - Wattenmeerstation Sylt D-25992 List Veröffentlicht in Kooperation mit GEO Das Reportage Magazin • Am Baumwall 11 • D-20459 Hamburg Gedruckt mit Unterstützung von: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit • Beatrice Nolte Stiftung für Natur- und Umweltschutz • Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland • Climate Service Center, Hamburg • Deepwave e.V. (S. 202) • Deutsche Gesellschaft für Meeresforschung • Helmholtz-Zentrum Geesthacht • KlimaCampus an der Universität Hamburg • Max-Planck-Institut für Meteorologie • Mundus maris - Wissenschaften und Künste für Nachhaltigkeit • Norddeutsche Stiftung für Umwelt und Entwickung • Freunde und Förderer des Zentrums für Meeres- und Klimaforschung e.V. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handadurch begründeten Rechte, insbesondere die delsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrages, Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichder Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der nung nicht zu der Annahme, dass solche Namen Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Ver- im Sinne der Warenzeichen und Markenschutzvielfältigung auf anderen Wegen und der Speiche- Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und rung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch daher von jedermann benutzt werden dürften. bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur Deutsche Bibliothek - CIP in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen Warnsignal Klima: Die Meere - Änderungen & des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Risiken - Wissenschaftliche Fakten Deutschland vom 9. September 1965 in der Fas- Mit 192 Abbildungen / José L. Lozán ... (Hrsg.) sung vom 24. Juni 1985 zulässig. Sie ist grund- Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg sätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen 2011. ISBN 3-9809668-5-2 NE: Lozán, José L. unterliegen den Strafbestimmungen des Urheber- [Hrsg.]. rechtsgesetzes. (c) Wissenschaftliche Auswertungen, Hamburg ISBN 3-9809668-5-2 EAN 978-39809668-5-6 Gedruckt auf chlorfrei gebleichtem Papier Direkte Bestellung: Büro: »Wissenschaftliche Auswertungen« Basselweg 5 • D-22527 Hamburg • Deutschland Tel. (+49) (0)40-4304038 Tel. (+49) (0)40-33424614 Fax (+49) (0)40-54765097 Mobil: 0176-49261792 [email protected] • [email protected] www.lozan.de • www.warnsignale.uni-hamburg.de Titel-Photo: links: »Meereis« (Photo: D. Notz, Hamburg), rechts oben: Sturm vor Sylt (Photo: H. Sterr), rechts mitte: Indian floots - Portrait in floodwaters (Gideon Mendel for Action Aid/Corbis), rechts unten: Lettuce corals, Maratua Island, East Kalimantan, Indonesia (Photo: M. Nugues), Satz: Dr. J.L.Lozán (InDesign 2.0) Druck und Bindung: Vorwort D ie Meere sind von außerordentlicher Bedeutung. Ohne sie wäre die Erdgeschichte ganz anders verlaufen. Nur im Meer konnte Leben entstehen. Vor 2.7 Mrd. Jahren begannen primitive Algen, Cyanobakterien, im Meer unter Nutzung des Kohlendioxids molekularen Sauerstoff zu produzieren. Nachdem das Urmeer mit Sauerstoff angereichert war, entwich ein Teil davon in die Atmosphäre, und durch Oxidation eines winzigen Teils des Sauerstoffs bildete sich die stratosphärische Ozonschicht, die bis heute als Schutzschild gegen den lebensfeindlichen Teil des UV-Lichts dient. Erst dieser Vorgang machte auch die Besiedlung der Kontinente möglich. Ohne die Meeresströmungen wäre die feste Erde wahrscheinlich unbewohnbar. Die Strömungen transportieren Wärme aus den tropischen in die kalten Regionen; ohne diese ausgleichende Wirkung der Meere auf das Klima wären Hitze und Kälte auf dem Land weit stärker ausgeprägt. Der Nordwesten von Europa wäre etwa so kalt wie Labrador im Osten Kanadas. Das alle Meere umfassende Strömungssystem wird durch Unterschiede in Wind, Temperatur und Salzgehalt in Bewegung gehalten. Einerseits prägen diese Strömungen unser Klima, andererseits kann das von uns veränderte Klima das Strömungssystem schwächen, stärken oder umlenken. Diese Wechselbeziehung bindet unsere Lebensmöglichkeiten ganz eng an das Geschehen im Meer. Auch wenn wir es so nicht wahrnehmen, weil die atmosphärischen Ereignisse mit ihrem schnellen Wetterwechsel und häufigen Extremen unsere ganze Aufmerksamkeit in Beschlag nehmen. Die viel trägeren Veränderungen im Meer können nur mit Hilfe standardisierter Beobachtungsreihen erkannt werden, die mindestens einige Jahrzehnte lang währen. Die Meere bedecken 71% der Oberfläche unseres Planeten, der daher zu Recht der »Blaue Planet« genannt wird. Bei einer Durchschnittstiefe der Ozeane von 3,8 km und einer maximalen Grabentiefe bis 11,3 km ist das Profil der aus dem Wasser ragenden Kontinente und Inseln vergleichsweise flach. Das gesamte Wasservolumen der Erde beträgt circa 1.500 Mio. km³. 94% davon finden sich im Meer. In der Atmosphäre sind nur 0,0009% (14.000 km³) des gesamten Wassers enthalten. Was pro Jahr in die Atmosphäre verdunstet, entspricht nur einer Wasserschicht von etwa einem Meter. Knapp 460.000 km³ verdunsten jährlich aus dem Meer; ca. 40.000 km³ Wasserdampf werden durch die atmosphärische Zirkulation auf die Kontinente transportiert und zusätzlich abgeregnet. Diese Menge fließt dann zurück ins Meer. Das Meer wirkt dabei als der Motor des Wasserkreislaufs. Nicht in der Atmosphäre, sondern in den Meeren befinden sich 98% des CO2. Dabei atmet es der kalte Ozean ein und der warme wieder aus. Da fügt es sich gut, dass über 80% des Meerwassers kälter sind als 5 °C. Ohne die Meere wäre die laufende Klimaänderung weit stärker. Was seit Beginn der Industrialisierung an CO2 aus fossilen Brennstoffen freigesetzt wurde, nahm etwa zur Hälfte das Meer auf, allerdings mit zur Zeit fallender Tendenz. Nur wenn ein Sturm die Wellen hoch schlagen lässt und damit Schiffe in Seenot bringt, erst wenn eine Flut sich über flache Küsten ergießt, verliert das Meer seine beruhigende Wirkung und ist nicht mehr das »ewig gleich bleibende Meer«. Auch wenn Erdbeben oder untermeerische Hangrutschungen einen Tsunami auslösen, werden antike Stereotypen von der strafenden Gewalt des Meeres, seinen schauerlichen Ungeheuern und der Sintflut wieder wach. Nicht nur große Teile der Niederlande, sondern auch weite Teile der deutschen Nord- und Ostseeküstenzonen würden bei Stürmen unter Wasser geraten, wären da nicht die nach und nach zu Bollwerken mutierten Seedeiche und die Sperrwerke an den Flüssen. Ungleich gefährdeter sind da die Bewohner tropischer, von Wirbelstürmen heimgesuchter Küsten, die ohne Deiche den Fluten ausgeliefert sind. Dennoch wächst die Attraktivität der Küsten. Immer mehr Menschen siedeln nahe am Meer, obwohl schon bei einem Meter Anstieg des mittleren Meeresspiegels 10–15 Mio Menschen allein in Bangladesh ihre Heimat verlassen müssten. Das Abschmelzen Grönlands würde genügen, alle großen Städte an den Meeresküsten versinken zu lassen, und das beträfe damit fast die Hälfte der Weltbevölkerung. Noch sind die Kinder nicht geboren, die solch einen Anstieg der Meere erleben könnten, aber bei weiter fortschreitender Klimaerwärmung scheint ein solches Meeresniveau unausweichlich. Unverkennbar hat sich in den letzten Jahren eine »Klimaernüchterung« breit gemacht. Von dem Vertrauen in die Handlungsfähigkeit des politischen Systems nach dem Rio-Gipfel 1992 ist nicht mehr viel geblieben. Viele glauben den Absichtserklärungen nicht, die globale Erwärmung der bodennahen Luftschicht bis Ende dieses Jahrhunderts auf 2 °C im Durchschnitt begrenzen zu können. Zu schleppend verläuft die Umsetzung internationaler Absprachen, zu wirksam sind die demokratisch nicht legitimierten Lobbygruppen der Verbrennung fossiler Kohlenstoffe, zu schwach ist in fast allen Ländern die Förderung neuer Technologien zur Energieeinsparung, effizienter Verkehrssysteme und der Gewinnung regenerativer Energien einschließlich Unterwasserturbinen, angetrieben von Wellen und den Gezeitenströmungen der Meere. Zu groß sind die ungelösten, internationalen Gerechtigkeitsprobleme im Zuge des von den Industrieländern ausgelösten Klimawandels. Was kann da ein Buch über Klimawarnsignale aus den Meeren bewirken? Warum lohnt gerade jetzt ein Blick auf und in die Meere? Wegen ihrer Größe und hohen Wärmekapazität sind die Meere nicht so leicht und nicht so schnell zu verändern. Ist das aber schließlich doch nachweisbar in den physikalischen, chemischen und biologischen Parametern der Meere, dann zeigt uns dies unmissverständlich, dass wir unsere Lebensbedingungen auf sehr lange Sicht und für menschliche Maßstäbe unumkehrbar den Rückwirkungen unseres Tuns aussetzen, mit Folgen, die wir höchstens ansatzweise einschätzen können. Im Grunde ist es eine Reise ins Ungewisse. Der Inhalt dieses Buches zeigt beides auf: das was schon messbar geworden ist und das, was kommen könnte und sich derzeit nur erahnen lässt. Wo sich schon das Meer verändert hat, entzieht sich die Reparatur weitgehend unseren Möglichkeiten. Wir können dies meist nur als ein Warnsignal nehmen, um uns dann mit mehr Argumenten und besseren Einsichten für die Kontrolle der Ursachen einzusetzen. Oft bleibt nur, umsichtig nach Wegen der Anpassung zu suchen, etwa für das Überleben an flachen Küsten, wenn das Meer immer höher steigt. Auch Kompensationen können helfen, wie neue Wege aus der Überfischung, weiträumige Meeresschutzgebiete und mehr Anstrengungen zur Begrenzung anderer Zumutungen für die Meere, wenn schon die Emissionen klimawirksamer Gase und die Erwärmung nur sehr langsam in den Griff zu bekommen sind. Wir müssen lernen, die Meere stärker als bisher wie einen Teil unserer Lebenswelt wachsam im Auge zu haben und noch mehr Vorsorge walten zu lassen als auf dem Land, weil die Umkehrbarkeit der klimabedingten Veränderungen im Meer, wenn überhaupt, dann noch schwerer und sehr viel langsamer erfolgen kann als auf dem Land. Im Meer werden die Folgen unseres heutigen Tuns und Nichttuns auch dann noch lange nachwirken, so dass wir auf dem Land das Ziel der Nachhaltigkeit viel schwerer – wenn überhaupt – erreichen können. Im Buch sind 62 Beiträge von über 100 Wissenschaftlern aus 35 führenden Institutionen enthalten. Sie sind in fünf großen Kapiteln zusammengefasst. Das erste Kapitel befasst sich mit dem Meer und seiner Entwicklung. Hier stehen mehrere Artikel, die eine Einführung in Themen wie Entstehung der Meere, Herkunft des Wassers und Ursprung des Le- bens geben. Meer und Klima ist der Titel des zweiten Kapitels; es enthält Themen zu Wechselwirkungen zwischen Klima und Meer wie Thermohaline Meeresströmungen, El Niño-Phänomen, Nordatlantische Oszillation (NAO) und Atlantische Multidekadische Oszillation (AMO). Im dritten Kapitel werden die physikalischen, chemischen und biologischen Auswirkungen des Klimawandels auf die Meere dargestellt. Mit 25 Beiträgen macht dieses den Hauptteil des Buches aus. Ökonomische Aspekte des Klimawandels im Meer wie Verschiebung in der Verbreitung der kommerziellen Fischbestände, Rückgang des Meereises und die Öffnung neuer Schifffahrtsrouten enthält das vierte Kapitel. Im fünften und letzten Kapitel geht es um die Frage: Was muss getan werden? Im Mittelpunkt stehen die Themen: Klimawandel und Klimagerechtigkeit, Internationale Regelung für die Inselländer wegen des Verlustes ihres Territoriums, das Schiff der Zukunft, Lagerung des sequestrierten CO2 im Meer und Maßnahmen zum Schutz der Korallen. Die Buchbeiträge konzentrieren sich auf grundlegende Aspekte, da der Umfang des Buches begrenzt war. Jeder Betrag enthält ein Literaturverzeichnis zur Vertiefung des Inhalts. Getragen durch die positive Kritik und gute Resonanz sind damit 12 Bände der Buchreihe »Warnsignale« erschienen. Nach Veröffentlichung des 1. Bandes 1990: »Warnsignale aus der Nordsee« sind 22 Jahre vergangen. Das Motto war immer »Wissenschaftler informieren direkt« und das Ziel war, der Öffentlichkeit Informationen aus erster Hand zur Verfügung zu stellen. Damit sollte ein Beitrag zur breiten öffentlichen Diskussion über unseren Umgang mit der Umwelt sowie zur Meinungsbildung darüber geleistet werden. In diesem 12. Band gilt das gleiche für Klima und die Meere. Den Autoren sind wir für die rechtzeitige Lieferung der Manuskripte zu Dank verpflichtet. Für die kritische Durchsicht der Texte und für Anregungen sind wir den Gutachtern sehr verbunden. Dem GEO Magazin (Hamburg) danken wir für die Unterstützung bei der Publikation und Verbreitung des Werkes. Unser besonderer Dank gilt dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, dem Max-Planck-Institut für Meteorologie, KlimaCampus an der Universität Hamburg, der Deutschen Gesellschaft für Meeresforschung, der Norddeutschen Stiftung für Umwelt und Entwicklung, der BeatriceNolte-Stiftung für Natur- und Umweltschutz, dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht und dem Climate Service Center, Hamburg für die finanzielle Unterstützung unserer Bemühungen, das vorliegende Werk der Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Die Herausgeber Inhaltsverzeichnis Vorwort Liste der Autoren und Gutachter Die Meere und der Klimawandel: Ein Überblick 1. Das Meer und seine Entwicklung 5 9 11 19 2. Das Meer und Klima 65 3. Auswirkungen des Klimawandels auf die Meere 1.1 1.2 1.3 1.4 Entstehung der Meere: Vom Urmeer bis zur Neuzeit (Martin Meschede)19 Meeresströmungen und Wassermassen (Eberhard Fahrbach)25 Meereschemie und globaler Klimawandel (Gerd Liebezeit)32 Küsten und Schelfmeere: Temperaturveränderungen und Biodiversität (Karen Wiltshire, Maarten Boersma & Alexandra Kraberg)37 1.5 Herkunft des Wassers, Enstehung des Lebens im Meer und der Verbleib des früheren Kohlendioxids (José L. Lozán & Ludwig Karbe)43 1.6 Austauschprozesse zwischen Meeresoberfläche und Atmosphäre - Bedeutung natürlicher Aerosole (Conny Müller, K. Wadinger Fomba & Hartmut Herrmann) 52 1.7 Meeresküste (Karsten Reise) 60 2.1 Thermohaline Meeresströmungen in Kalt- und in Warmzeiten (Hendrik Kienert) 65 2.2 Das Marine Sediment als Gedächtnis des Klimas (Christian Merz, Philipp Wöning & Hans-Jürgen Brumsack) 72 2.3 Klimavariabilität, El Nino/Southern Oszillation, die Nordatlantische und die Atlantische Multidekadische Oszillation - Mit Anmerkungen zur Vorhersagbarkeit (Mojib Latif) 78 2.4 Einfluss des Ozeans auf Nordatlantische Oszillation und die Bedetung für das Klima in Europa (Frank Lunkeit) 90 2.5 Meereis in der Arktis und Antarktis (Dirk Notz) 96 2.6 Erwärmung des Meeres und Zunahme des Niederschlags (Stefan Hagemann, Daniela Jacob & Stephan Bakan)102 2.7 Regionaler und globaler Anstieg des Meeresspiegels: Ursachen (Armin Köhl & Detlef Stammer)108 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 113 Physikalisch-Chemisch Submariner Permafrost (Sebastian Wetterich, Pier Paul Overduin, Frank Günther & Hans-Wolfgang Hubberten)113 Beginn der großen Vereisungen im Quartär und zur Rolle von Ozean und CO2 (Michael Sarnthein)120 Meeresspiegelanstieg: Gefährdung kleiner Inseln (Jens Schröter)126 Meeresspiegelanstieg: Gefährdung flacher Küsten (Karsten Reise)134 Das Klima im Bereich der deutschen Küsten seit Beginn des 20.Jahrhunderts (Gudrun Rosenhagen)139 Tropische Wirbelstürme (Dieter Kasang)144 Klimaveränderung und Euthropierung (Uwe Brockmann & Dilek Topcu)149 Zukünftige Entwicklung der CO2-Aufnahme des Meeres (Birgit Schneider)155 Versauerung des Meerwassers durch anthropogenes CO2 (Kai Schulz & Ulf Riebesell)160 Die Barentssee: Ein Schelfmeer von globaler Bedeutung Integrierte Verwaltung von marinen Ökosystemen, Fischerei und off-shore Ressourcen (Roland Kallenborn & Cecilie von Quillfeldt)164 Biologisch Auswirkungen der Ozeanversauerung auf marine Lebensprozesse (Ulf Riebesell & Kai Schulz)173 Methanhydrate: Erwärmung, Freisetzung und mikrobiologischer Abbau (Tina Treude)178 Wie reagieren die Benthosgemeinschaften der offenen Nordsee auf die globale Erwärmung? (Ingrid Krönke, Hermann Neumann, Henning Reis & Ulrike Schückel)183 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20 3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 Einfluss von Umwelt- und Klimaveränderunegn auf die Entwicklung von Quallen (Scyphozoa) der Nordsee (Gerhard Jarms & Sabine Holst)189 Gefährdung der Mangrovenwälder durch Klimawandel (Gesche Krause)195 Auswirkungen von Klimaänderungen auf Seevögel (Ulrike Kubetzki & Stefan Garthe)203 Der Rückgang des polaren Meereises und seine ökologischen Auswirkungen (Dieter Piepenburg, Iris Werner, Holger Auel & Hans-Ulrich Peter)208 Korallenriffe - Folgen der Erwärmung und Versauerung (Helmut Schuhmacher & Götz-Bodo Reinicke)214 Sind die Kaltwasser-Korallen durch den Klimawandel gefährdet? (André Freiwald & & Lydia Beuck)220 Seltene und gefährderte Tiere (Rote-Liste-Arten) - was bedeutet die Erwärmung für sie? (Eike Rachor)225 Seeberge – biologische Oasen im Meer und mögliche Auswirkungen des Klimawandels (Bernd Christiansen)230 Klimaereignisse und Auswirkungen auf die Tiefsee - das »biologische Gedächtnis« des östlichen Mittelmeeres (Rolf Koppelmann)235 Klimatisch bedingte Veränderung der Verbreitung von Fischbeständen. Beispiel: Sardellen und Sardinen (Jürgen Alheit)241 Können die Eisbären ohne Meereis überleben? (Karin Steinecke)247 Erwärmung der Meere: Sind die Wale und andere Meeressäugetiere in Gefahr? (Petra Deimer-Schütte)253 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 Globale Prognosen der Auswirkungen der Erwärmung auf die Fischerei (Daniel Pauly & William L. Cheung) 259 Der Kabeljau und das Klima - Das grönländische Beispiel (Manfred Stein)265 Reichweite und wirtschaftliche Folgen des »El Nino«-Phänomens (Astrid Bendix & Jörg Bendix) 271 Regenerative Energien aus dem Meer (Klaus Heinrich Vanselow)277 Zukünftige kommerzielle Nutzung von Methanhydratvorkommen im Meeresboden (Klaus Wallmann, Matthias Haeckel, Gerhard Bohrmann & Erwin Suess)282 Der Schifftransport und sein Beitrag zum Klimawandel (Markus Quante, Armin Aulinger & Volker Matthias)286 Perspektive der arktischen Seefahrt in der Zukunft (Marco Langer, Steffen Schwanz, Karin Steinecke & Jörg-FriedhelmVenzke)294 Starke THG-Emissionen aus mariner Ölförderung: 20 Jahre Gas-Blowout in der Nordsee - Konsequenzen für den EU-Emissionshandel (Hans-Joachim Luhmann)300 Die Bodenschätze des Meeres und das Seerecht (Christian Reichert)304 Meeresklima - Gesundheit und Erholung (Carsten Stick))309 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 Klimaschutz ist Meeresschutz (Nadja Ziebarth)315 Meeresschutzgebiete (Stephan Lutter)320 Wissenschaften, Künste und internationale Solidarität zusammen können etwas bewegen (Cornelia E. Nauen)326 Maßnahmen zum Schutz von Korallenriffen (Maggy Nugues & Sebastian Ferse)330 Integriertes Küstenzonenmanagement in den Tropen als Antwort auf den Klimawandel Beispiele aus Vietnam und den Philippinen (Stefan Alfred Groenewold)337 CO2-Speicherung unter dem Meer (Hans Peter Damian & Ulrich Claussen)342 Eisendüngung - Mehr CO2-Fixierung durch das Meer? (Wera Leujak, Harald Gienzky & Ulrich Claussen)348 Klimaschutz im Seeverkehr - Schiffe mit geringeren Treibhausgas-Emissionen (Jürgen Isensee)353 Die Zukunft einer Wattregion bei klimabedingt erhöhtem Meeresspiegel (Karsten Reise)360 Völkerrechtliche Instrumente für den Umgang mit Klimaflüchtlingen (Alexander Proelß)364 Internationale Regelung für die Inselländer wegen des Verlustes ihres Territoriums infolge des Meeresspiegelanstiegs (Philipp Schwarz)369 Klimawandel und internationale Klimagerechtigkeit (Dirk Messner)374 4. Das Meer: Ökonomische Aspekte 259 5. Was tun?315 6. Sachregister 380 Liste der Autoren und Gutachter Jürgen Alheit, Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW), Warnemünde Holger Auel, Fachbereich Biologie, Marine Zoologie, Universität Bremen Armin Aulinger, Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Zentrum für Material- und Küstenforschung, Geesthacht Stephan Bakan, Max-Planck-Institut für Meteorologie, KlimaCampus, Universität Hamburg Astrid Bendix, Geographie, Laboratorium für Klimatologie und Remote Sensing, Universität Marburg Jörg Bendix, Geographie, Laboratorium für Klimatologie und Remote Sensing, Universität Marburg Lydia Beuck, Senckenberg am Meer, Abteilung Meeresforschung, Wilhelmshaven Philipp Böning, Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM), Universität Oldenburg Maarten Boersma, Biologische Anstalt Helgoland, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Helgoland Gerd Bohrmann, Zentrum für Marine Umweltwissenschaften (MARUM), Universität Bremen Uwe Brockmann, Institut für Biogeochemie und Meereschemie, Universität Hamburg Hans-Jürgen Brumsack, Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM), Universität Oldenburg William Cheung, Centre for Environmnet, Fisheries and Aquaculture Science, University of East Anglia, England Bernd Christiansen, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Universität Hamburg Ulrich Claussen, Umweltbundesamt, Dessau Hans Peter Damian, Umweltbundesamt, Dessau Petra Deimer, Gesellschaft zum Schutz der Meeressäugetiere, Hasloh Eberhard Fahrbach, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven Sebastian Ferse, Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT), Bremen K. Wadinga Fomba,Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig André Freiwald, Senckenberg am Meer, Abt. Meeresforschung, Wilhelmshaven Stefan Garthe, Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, Universität Kiel, Büsum Harald Ginzky, Umweltbundesamt, Dessau Hartmut Graßl, Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg Frank Günther, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Potsdam Matthias Haeckel, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IfM-GEOMAR), Universität Kiel Stefan Hagemann, Max-Planck-Institut für Meteorologie, KlimaCampus, Universität Hamburg Hartmut Herrmann, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig Sabine Holst, Senckenberg am Meer, c/o Biozentrum Grindel und Zoologisches Museum, Hamburg Hans-Wolfgang Hubberten, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Potsdam Jürgen Isensee, Schiffbau, Hannover Daniela Jacob, Climate Service Center (CSC), Hamburg Gerhard Jarms, Biozentrum Grindel und Zoologisches Museum, Universität Hamburg Roland Kallenborn, Institut für Chemie, Biotechnologie und Ernährungswissenschaften (IKBM), Norwegische Universität für Biowissenschaften, Norwegen. Ludwig Karbe, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Universität Hamburg Dieter Kasang, Deutsches Klimarechenzentrum (DKRZ), Hamburg Hendrik Kienert, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), Potsdam Armin Köhl, Institut für Meereskunde, KlimaCampus, Universität Hamburg Rolf Koppelmann, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Universität Hamburg Alexandra Kraberg, Biologische Anstalt Helgoland, Alfred-Wegener-Institut für Polar- u. Meeresforschung, Helgoland Gesche Krause, Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT), Bremen Ingrid Kröncke, Senckenberg am Meer, Abt. Meeresforschung, Wilhelmshaven Ulrike Kubetzki, Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, Universität Kiel, Büsum Marco Langer, Institut für Geographie, Universität Bremen Wera Leujak, Umweltbundesamt, Dessau Mojib Latif, Maritime Meteorologie, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IfM-GEOMAR), Universität Kiel Gerd Liebezeit, Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM), Universität Oldenburg José L. Lozán, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Universität Hamburg Hans-Jochen Luhmann, Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie, Wuppertal Frank Lunkeit, Meteorologisches Institut, KlimaCampus, Universität Hamburg Stephan Lutter, Internationales WWF-Zentrum für Meeresschutz, Hamburg Christian März, Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM), Universität Oldenburg Volker Matthias, Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Zentrum für Material- und Küstenforschung, Geesthacht Martin Meschede, Institut für Geographie und Geologie, Universität Greifswald Dirk Messner, Deutsches Institut für Entwicklungspolitik, Bonn Conny Müller, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung, Leipzig Cornelia E. Nauen, Mundus maris, www.mundusmaris.org, Brüssel, Belgien Hermann Neumann, Senckenberg am Meer, Abt. Meeresforschung, Wilhelmshaven Dirk Notz, Max-Planck-Institut für Meteorologie, KlimaCampus, Universität Hamburg Maggy Nugues, Leibniz-Zentrum für Marine Tropenökologie (ZMT), Bremen Pier Paul Overduin, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Potsdam Daniel Pauly, Fisheries Centre, Vancouver, B.C. Kanada Hans-Ulrich Peter, Institut für Ökologie, Universität Jena Dieter Piepenburg, Akademie der Wissenschaften und der Literatur Mainz, c/o Institut für Polarökologie, Kiel Alexander Proelß, Fachbereich Rechtswissenschaft, Universität Trier Dethlef Quadfasel, Institut für Meereskunde, KlimaCampus, Universität Hamburg Markus Quante, Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Zentrum für Material- und Küstenforschung, Geesthacht Eike Rachor, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven Christian Reichert, Marine Rohstofferkundung, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, Hannover Götz Bodo Reinicke, Deutsches Meeresmuseum, Stralsund Henning Reiß, Senckenberg am Meer, Abt. Meeresforschung, Wilhelmshaven Karsten Reise, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Wattenmeer-Station, List Ulf Riebesell, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IfM-GEOMAR), Universität Kiel Gudrun Rosenhagen, Deutscher Wetterdienst, Hamburg Birgit Schneider, Institut für Geowissenschaften, Universität Kiel Jens Schröter, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven Ulrike Schückel, Senckenberg am Meer, Abt. Meeresforschung, Wilhelmshaven Helmut Schuhmacher, Fakultät für Biologie, Abt. Hydrobiologie, Universität Duisburg-Essen Kai G. Schulz, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IfM-GEOMAR), Universität Kiel Steffen Schwantz, Institut für Geographie, Universität Bremen Philipp Schwarz, Fachbereich Rechtswissenschaften, Europa-Universität Viadrina, Frankfurt (Oder) Detlef Stammer, Institut für Meereskunde, KlimaCampus, Universität Hamburg Manfred Stein, Johann Heinrich von Thünen-Institut (vTI), Institut für Seefischerei, Hamburg Karin Steinecke, Institut für Geographie - Physische Geographie, Universität Bremen Carsten Stick, Institut für Medizinische Klimatologie, Universität Kiel Erwin Suess, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IfM-GEOMAR), Universität Kiel Dilek Topcu, Institut für Biogeochemie und Meereschemie, Universität Hamburg Tina Treude, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IfM-GEOMAR), Universität Kiel Cecilie von Quillfeldt, Norwegisches Polarinstitut, Fram Zentrum, Tromsø, Norwegen. Klaus Heinrich Vanselow, Forschungs- und Technologiezentrum Westküste, Universität Kiel, Büsum Jörg-Friedhelm Venzke, Institut für Geographie, Universität Bremen Klaus Wallmann, Leibniz-Institut für Meereswissenschaften (IfM-GEOMAR), Universität Kiel Iris Werner, Institut für Polarökologie, Universität Kiel Sebastian Wetterich, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Potsdam Karen Helen Wiltshire, Biologische Anstalt Helgoland, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Helgoland Nadja Ziebarth, Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e.V. (BUND), Bremen Gutachter Prof. Dr. Rüdiger Berghahn, Umweltbundesamt, Berlin Prof. Dr. Hartmut Grassl, Max-Planck-Institut für Meteorologie, Hamburg Prof. Dr. Heinrich Hühnerfuss, Fachbereich Chemie, Universität Hamburg Prof. Dr. Peter Hupfer, Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin Dr. Ludwig Karbe, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Universität Hamburg Prof. Dr. Hartmut Kausch, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Universität Hamburg Dr. José L. Lozán, Institut für Hydrobiologie und Fischereiwissenschaft, Universität Hamburg Dr. Cornelia E. Nauen, Mundus Maris, Brüssel, Belgien Prof. Dr. Karsten Reise, Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Wattenmeerstation Sylt. Dr. Michael Schirmer, Aquatische Ökologie, Universität Bremen Prof. Dr. Helmut Schuhmacher, Fakultät für Biologie, Abt. Hydrobiologie, Universität Duisburg-Essen Prof. Dr. Christian-D. Schönwiese, Institut für Meteorologie und Geophysik, Universität Frankfurt a.M. Prof. Dr. Max M. Tilzer, Fachbereich Biologie, Universität Konstanz 10
